041|前沿|2|未来工业4.0下的物流系统的设计思路
041|前沿|2|未来工业4.0下的物流系统的设计思路
上篇文章描述了工业4.0下的即插即用输送机技术的主要特征。要实现这些特征，未来的输送设备该遵从于什么样的设计思路才能实现这些特征呢？
1) 模块化设计
上边介绍的未来的输送技术突出“即插即用”的这样一个特点，那自然的就需要将输送系统从模块化的角度来进行设计，就像外接键盘或者外接鼠标这类IT硬件设备一样，在系统需要字符输入的时候，只需要将这样的可插拔的设施直接接入到系统即可完成输入的功能，这就像软件产品一样，客户可以根据自己的需要，选择需要的模块并导入到整个系统中即可。
做模块化设计，既可以将模块做成功能齐全的通用性模块，也可以做成各种不同用途和功能的差异性模块库。在未来的工业4.0的应用场景下，一个系统被规划好之后，可以直接从模块库里选择合适的模块和功能，根据整体系统要求，快速的拼接出具有一定布局结构、特定功能组合的自动输送系统。
2) 功能集成
德国物流相关专家认为，自动化物流系统基本都是油5大功能所组成的：
a) 输送
b) 分流
c) 合流
d) 缓存
e) 处理
通常不论多复杂的自动化物流系统，都是由以上这5个基本功能组成的，比如拣选，分拣，排序，存储等等。每个模块被设计成具有某一个或者多个功能，而多个模块组合在一起，就可以完成更加复杂的物流流程和动作。每个模块都配有一定的传感器和执行器，并且每个模块都可以独立完成一定功能的物流动作。
比如分拣线中有滚筒输送机和十字移栽机模块组合在一起互相配合就可以完成物料的分拣功能。
3) 分散式控制
就像上一篇文章中介绍的那样，我们目前的自动化物流仓储系统里都是按照金字塔结构来设计的，最常见的设计结构就是最上层是企业的ERP系统，往下是WMS系统，之后是WCS系统，最底层是执行动作的设备层。
目前这种结构中，底层的设备都是非智能的，都需要将信息采集后将数据上报到控制层服务器，经过WCS或WMS分析后再来反馈给设备，告知设备层去做动作或者不做动作，甚至多大的动作。因此底层的设备其实是非智能的，现场的每个设备的大脑其实都是在上层的，多个设备将数据汇总到上位的WCS或者更高层后，再来统一调度这些设备去执行任务，因此每个设备或者模块是无法独立运行的。
而未来的工业4.0下的智能物流系统是分散控制的，那就意味着每个模块都是个独立的个体，可以自主完成单独的功能。具有复杂的功能集合就需要几个不同的模块合作集成，并互相配合完成系统总体功能。
多个模块在一起组成复杂的系统时，可能需要一定的高级算法来使多个模块互相协作配合，完成最后系统的复杂功能。
4) 模块接口交互
各个模块可以单独运作，一旦组成系统后，互相协调配合完成复杂功能，需要相邻的模块之间进行交互，这种交互包括：
a) 物理上的交互：比如物料传递
b) 信息上的传递：比如当前物料的编号
c) 执行任务的传递：比如指令是：一直将物料往前输送到终点
由于系统的复杂性的存在，有些情况下，非相邻的模块之间也需要及时的交互，这样就需要两个模块之间的中间模块进行间接传递信息。
比如在分叉口要判断是否前边的缓存模块是否满了。
5) 标准化接口
各个模块之间要互相通讯协调，必须要有统一的标准接口，同样的也包括统一的物理接口和信息接口。由于分散式的控制系统要求各个单独的模块之间可以灵活的组成各种复杂不同可能性的系统，那就要求这种信息接口的交互内容要在较高的逻辑水平上，比如模块之间的交互信息不是简单的IO输入输出指令，而是具有一定高级语言的任务指令集。比如当前任务的起始点，终点，任务编号，优先级，物料序号等等。
